3.4 鎂質(zhì)膠凝材料

1．原材料和生產(chǎn)

鎂制膠凝材料是指以MgO為主要成分的無(wú)機(jī)氣硬性膠凝材料，有時(shí)稱(chēng)為菱苦土。它是以MgCO3為主要成分的菱鎂礦在800℃左右煅燒而得。其生產(chǎn)方式與石灰相似，反應(yīng)式如下：

塊狀MgO經(jīng)磨細(xì)后，即成為白色或淺黃色粉末狀菱苦土，類(lèi)似于磨細(xì)生石灰粉。密度3.1～3.4g/cm3，堆積密度800～900kg/m3。

此外，蛇紋石（3MgO·2SiO2·2H2O）、冶煉鎂合金的溶渣（MgO含量＞25%）、白云石（MgCO3·CaCO3）等也可用來(lái)生產(chǎn)鎂制膠凝材料，性質(zhì)和用途與菱苦土相似。當(dāng)采用白云石生產(chǎn)鎂制膠凝材料時(shí)，溫度不宜超過(guò)800℃，防止CaCO3分解，產(chǎn)品組成為MgO和CaO3的混合物。

2．鎂制膠凝材料的凝結(jié)硬化

鎂制膠凝材料與水拌合后的水化反應(yīng)與石灰熟化相似。其特點(diǎn)是反應(yīng)快（但比石灰熟化慢）、放出大量熱。反應(yīng)式如下：

MgO+H2O=Mg（OH）2+Q

其凝結(jié)硬化機(jī)理與石灰完全相似，特點(diǎn)相同，即：速度慢、體積收縮大，而且強(qiáng)度很低。因此，很少直接加水使用。

為了加速凝結(jié)硬化速度、提高制品強(qiáng)度，鎂制膠凝材料使用時(shí)均加入適量固化劑。最常用的固化劑為氯化鎂溶液，也可用硫酸鎂（MgSO4·7H2O）、氯化鐵（FeCl3）或硫酸亞鐵（FeSO4·H2O）等鹽類(lèi)的溶液。氯化鎂和氯化鐵溶液較常用，氯化鎂固化劑的反應(yīng)式如下：

mMgO+nMgCl2·6H2 O—→mMgO·nMgCl2·9H2 O

反應(yīng)生成的氧氯化鎂（mMgO·nMgCl2·9H2O）結(jié)晶速度比氫氧化鎂 [Mg（OH）2]快，因而加速了鎂制膠凝材料的凝結(jié)硬化速度，而且其制品強(qiáng)度顯著提高。

氯化鎂溶液（密度為1.2g/cm3）的摻量一般為鎂制膠凝材料的55%～60%。摻量太大則凝結(jié)速度過(guò)快，且收縮大、強(qiáng)度低。摻量過(guò)少，則硬化太慢、強(qiáng)度也低。此外，溫度對(duì)凝結(jié)硬化很敏感，氯化鎂摻量可作適當(dāng)調(diào)整。

3．鎂制膠凝材料的技術(shù)性質(zhì)

（1）凝結(jié)時(shí)間。

根據(jù)《地面與樓面工程及驗(yàn)收規(guī)范》（GBJ 209）規(guī)定，菱苦土用密度為1.2g/cm3的氯化鎂溶液調(diào)制成標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿，初凝時(shí)間不得遲于6h。

（2）強(qiáng)度高。

用氯化鎂溶液和菱苦土配置的制品，抗壓強(qiáng)度可達(dá)40～60MPa。其中1d強(qiáng)度可達(dá)最高強(qiáng)度的60%～80%,7d左右可達(dá)最高強(qiáng)度。且硬化后的表觀密度小（1000～1100kg/m3），屬于輕質(zhì)、早強(qiáng)、高強(qiáng)膠凝材料。

（3）黏結(jié)性好。

菱苦土與各種纖維材料的黏結(jié)性很好，且堿性比水泥弱，不會(huì)腐蝕纖維材料。因此常用木屑、玻璃纖維等制作復(fù)合板材、地坪等，以提高制品的抗拉、抗折和抗沖擊性能。

（4）耐水性差，易泛霜。

鎂制膠凝材料制品遇水或在潮濕環(huán)境中極易吸水變形，強(qiáng)度下降，且制品表面出現(xiàn)泛霜（俗稱(chēng)返鹵）現(xiàn)象，影響正常使用。因此只能在干燥環(huán)境中使用。制品中摻入硫酸鎂和硫酸亞鐵固化劑可提高耐水性，但強(qiáng)度相對(duì)較低。改善耐水性的最佳途徑是摻入磷酸鹽或防水劑（成本較高），也可摻入礦渣、煤粉灰等活性混合材料。

此外，由于制品中氯離子含量高，因此對(duì)鐵釘、鋼筋的銹蝕作用很強(qiáng)。應(yīng)盡量避免用鐵釘?shù)裙潭ò宀幕蚺c鋼材等易銹材料直接接觸。

4．鎂制膠凝材料的應(yīng)用

（1）菱苦土木屑地面。

以菱苦土、木屑、氯化鈣及其他混合材料（滑石粉、砂、石屑粉煤灰、顏料等）等制作地坪，具有一定彈性，且防火、防爆、導(dǎo)熱性小、表面光潔、不起灰。主要用于室內(nèi)車(chē)間地坪。

（2）板材。

通常加入刨花、木絲、玻纖、聚酯纖維等，制作各種板材，如裝飾板、防火板、隔墻板等。也可用來(lái)制作通風(fēng)管道。加入發(fā)泡劑還可制作保溫板。